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Die Erfindung betrifft eine modulare Hohlraumraspel, insbesondere eine Hohlraumraspel, die zur Markraumvorbereitung eingesetzt werden kann, zur Schaffung eines Prothesenbettes in einem Röhrenknochen für den Einsatz einer stielförmigen Endoprothese.
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Röhrenknochen bestehen aus zwei Knochen-Enden bzw. Epiphysen und einem Knochenschaft bzw. Diaphyse sowie der dazwischen liegenden so genannten Metaphyse. Die beiden Epiphysen bestehen aus einem feinen Geflecht von Knochenbälkchen, die eine Knochenschwammsubstanz bzw. Spongiosa (Substantia spongiosa) bilden. Zwischen den Knochenbälkchen liegen Hohlräume (Cellulae medullares), in denen sich Knochenmark befindet. Außen wird die Spongiosa von einer dünnen Schicht kompakter Knochensubstanz bzw. Kortikalis (Substantia compacta) überzogen. In der Diaphyse ist das Trabekelwerk dagegen nahezu vollständig zurückgebildet und im Inneren befindet sich eine einheitliche Markhöhle (Cavum medullare) mit Knochenmark. Das Knochenmark befindet sich daher nur an den Epiphysen in der Spongiosa, und ansonsten im Markraum.
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Die hochviskose schwammartige Spongiosa-Masse muss entfernt werden, um für eine einzusetzende Prothese Platz zu schaffen. Die Prothese wird in den gebildeten Knochenhohlraum eingesetzt und entweder mit Hilfe von Knochenzement befestigt oder durch Formschluss gehalten.
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Bei jeder Implantation von Prothesen in den Markraum eines Röhrenknochens (beispielsweise hüftnaher Oberschenkelschaft, schulternaher Oberarmschaft, kniegelenksnaher Schienbein- und Oberschenkelschaft etc.) muss dieser für die Form und Größe der gewählten Prothese vorbereitet werden. Diese Vorbereitung geschieht in der Regel mit Raspeln, die auf die spätere Prothesenform abgestimmt sind. Hierbei sind nach Eröffnung des Knochens, z. B. durch Entfernung des Gelenkkopfes, Spongiosa und Mark auszuräumen und ein Lager zur Aufnahme des Prothesenschaftes zu schaffen. Abhängig von der Art der Befestigung mit oder ohne Verwendung von Knochenzement muss dieser Raum so bemessen sein, dass sich die Prothese entweder zementfrei verklemmt oder ausreichend Platz für eine zementfixierte Verankerung verbleibt.
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Im ersten Fall ist es vorteilhaft, wenn die Spongiosa-Bälkchen kompaktiert werden, da dies die Stabilität der zementfrei eingesetzten Prothese erhöht. Anderenfalls soll sich der Zement mit den verbleibenden offenen Spongiosabälkchen verzahnen, d. h. eine Kompaktierung der Spongiosabälkchen ist nicht erwünscht.
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Zur Vorbereitung und Bildung des gewünschten Knochenbettes werden Vollraspeln eingesetzt, welche die Form der einzusetzenden Prothesen haben und in aufsteigenden Größen nacheinander axial in den Knochen eingeschlagen werden. Derartige Vollraspeln weisen einen massiven Körper auf und drücken daher die in der Spongiosa vorhandene Flüssigkeit nach außen. Dadurch besteht zum einen die Gefahr, den Knochen aufgrund des radialen Druckes zu sprengen. Zum anderen besteht die Gefahr, dass in der Flüssigkeit enthaltene Mikroteilchen und Fettpartikel in die Blutbahn gelangen und beispielsweise in der Lunge Embolien verursachen. Ferner können insbesondere im unteren Bereich der Raspel Teile des abgetragenen Knochenmaterials in unerwünschter Weise komprimiert werden, was die Regeneration des natürlichen Knochengewebes an dieser Stelle beeinträchtigt.
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Um diese Gefahren zu verringern, wurden Hohlraspeln entwickelt, bei denen abgetragenes Material in einen inneren Hohlraum gelangt. Das Material kann dort abgesaugt/herausgespült werden oder nach der Markraumvorbereitung zusammen mit der Hohlraspel aus dem Knochen entfernt werden. Stand der Technik sind Hohlraspeln, die aus 1,5–2,5 mm dickem Blech geformt und mit gestanzten Schneidezähnen versehen oder durch spezielle Gießverfahren aus Metall gefertigt werden, die Öffnungen in einen hohlen Innenraum aufweisen. Die Nachteile solcher Raspeln sind in erster Linie statischer Natur, da eine Verformung oder ein Bruch wegen möglichen Giesslunkern auftreten können, die beim Gießvorgang entstehen.
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Weiterhin wird durch die begrenzte Anzahl von Schneidezähnen, mit denen die Oberfläche herkömmlicher Raspeln bestückt ist, beim Raspelvorgang ein nur bedingt formpräzises Prothesenbett in dem Knochen geschaffen. Dies ist besonders für die nicht zementierten – also durch reinen Formschluss gehaltenen – Prothesen nachteilig, die in immer größerer Zahl Verwendung finden. Weiter ist eine Kompaktierung der Spongiosawaben, die für eine erhöhte Stabilität von eingesetzten nicht zementierten Prothesen vorteilhaft ist, mit solchen herkömmlichen Raspeln nicht möglich.
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Bei herkömmlichen Raspeln, bei denen Schneidelemente durch Hohlprägen erzeugt werden (Schneidelemente wie etwa bei Käsereiben bekannt), ist eine Anpassung der Schnittleistung über den Verlauf der Raspel kaum oder gar nicht möglich. Eine Kompaktierung von Knochenmaterial ist durch solche hohlgeprägten Schneidelemente ebenfalls kaum oder gar nicht möglich.
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Eine mehrmalige Benutzung der Raspel durch die schnelle Abstumpfung der Schneidezähne herkömmlicher Raspeln wird erschwert, da nur bedingt ein manuelles Nachschärfen möglich ist. Nicht zuletzt ist eine gründliche Reinigung und Desinfizierung der herkömmlichen Raspel nach der Benutzung nur mit hohem Aufwand möglich.
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Die Druckschrift
CH 673 761 A5 betrifft ein raspelartiges Räuminstrument zum Vorbereiten eines Röhrenknochens für den Einsatz eines Implantatschaftes, das in seinem Arbeitsbereich als Hohlkörper ausgebildet ist, der aus zwei in Längsrichtung geteilten Hälften besteht, die an einem Ende ineinander eingehängt und am anderen miteinander verriegelt werden können.
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Die Druckschrift
DE 295 09 010 U1 betrifft eine Knochenmarkraspel in Form eines rohrartigen Hohlkörpers, bei der durch Raspelelemente lateral abgelöstes Knochenmaterial in den Raspelelementen benachbarte Öffnungen geführt wird, die mit dem Hohlraum in Verbindung stehen.
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Die Druckschrift
DE 195 21 053 A1 betrifft ein Instrumentarium zur Markraumvorbereitung bei der Implantation von Endoprothesen in Röhrenknochen, bestehend aus einer Ahle und einer Raspel, bei denen jeweils der Schaft als Hohlkörper ausgebildet ist und an deren Schneidzähnen sich in den Schaftinnenraum gerichtete Öffnungen befinden.
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Die Druckschrift
US 2 984 892 A betrifft ein Schneid- oder Reibwerkzeug, das ein Schneidelement aus Blech mit einer Vielzahl von Schneidkanten mit positiven Spanwinkeln aufweist, wobei die Kanten durch Randbereiche von Löchern bereitgestellt werden, die in dem Element gebildet sind. Das Schneidelement weist weiterhin nicht schneidende Flächen in der Form von Ausstülpungen auf, die in einem ansonsten flachen oder glatt gekrümmten Blech oder Streifen gebildet sind.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe dieser Erfindung, eine Hohlraumraspel vorzuschlagen, die Merkmale zur Beseitigung dieser Nachteile aufweist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Knochenraspel bereitgestellt, umfassend:
- – mindestens zwei Mantelteile, die miteinander koppelbar sind, um einen äußeren Mantel zu bilden, der einen inneren Hohlraum umschließt;
wobei der äußere Mantel aufweist
- – eine Vielzahl von Elementen, die gebildet werden durch sich auf der Mantelaußenseite quer zur Raspelrichtung um den Mantel herum erstreckende, voneinander beabstandete Kanten, die von in einem Winkel dazu verlaufenden Streifen unterbrochen werden;
- – eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen zwischen dem inneren Hohlraum und der Mantelaußenseite, die in Raspelrichtung vor den Elementen angeordnet sind;
wobei
- – jedes Element eine Freifläche, die einen Freiwinkel α mit der geraspelten Fläche bildet, eine Kante, und eine Spanfläche aufweist, die einen Spanwinkel γ senkrecht zur geraspelten Fläche bildet; und
- – ein Teil der Elemente einen positiven Freiwinkel und einen positiven Spanwinkel aufweist, so dass diese Elemente beim Raspeln als Hobelschneide-Elemente funktionieren und geeignet sind, gehobeltes Knochenmaterial durch die Durchgangsöffnungen in den inneren Hohlraum zu fördern;
- – der Keilwinkel β zwischen Freifläche und Spanfläche in dem proximalen Bereich des Mantels größer ist als in dem distalen Bereich, und der Freiwinkel α in dem proximalen Bereich des Mantels kleiner ist als in dem distalen Bereich; und
- – ein Teil der Elemente (20) einen negativen Freiwinkel aufweist, so dass diese Elemente beim Raspeln als Kompaktierungs-Elemente funktionieren, die Knochenmaterial kompaktieren.
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Die erfindungsgemäße vorzugsweise mit einer CNC-Fräsmaschine aus Vollmetall angefertigte Hohlraspel bietet eine hohe statische Stabilität, so dass einer Verformung entgegengewirkt wird. Ferner erleichtert es auch das Nachschärfen, so dass die Raspel häufiger verwendet werden kann und die Kosten pro Einsatz der Raspel verringert werden.
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Durch die hohe Anzahl von Elementen, die als Schneidelemente ausgebildet werden können, kann durch die erfindungsgemäße Raspel ein formpräzises Bett für die Prothese geschaffen werden.
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Dadurch, dass der Mantel der Raspel durch zumindest zwei miteinander koppelbare Teile gebildet wird, ist ein einfaches Auseinandernehmen der Raspel möglich. Dies sorgt für eine vereinfachte und gründliche Reinigung und Desinfizierung.
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Durch die vorgesehenen Löcher vor den Elementen wird geraspeltes Knochen- und Markmaterial in den inneren Hohlraum geleitet. Dadurch kann das Eintreten von Knochenmaterial in die Blutbahn verhindert werden, so dass unter anderem die Gefahr von Fettembolien vermieden wird. Eine Erhöhung des Druckes an der Knochenoberfläche und daher die Bruchgefahr werden dadurch vermieden. Ferner wird auch eine Ausbreitung von Knochen- und Markmaterial in den Weichteilen, was zu einer atopischen Ossifikation führen kann, verhindert.
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Die Elemente weisen eine vordere Kante, eine Freifläche, die einen Winkel α („Freiwinkel”) mit der geraspelten Fläche bildet, und eine Spanfläche auf, die eine Winkel β („Keilwinkel”) mit der Freifläche bildet. Die Spanfläche bildet somit einen Winkel γ („Spanwinkel”) senkrecht zu der geraspelten Fläche. Durch Veränderung dieser drei Winkel kann man die Schnittleistung der Hohlraspel unterschiedlich beeinflussen. Es können so beispielweise Schneidelemente gebildet werden, die einen kleinen Keilwinkel β und einen großen Freiwinkel α aufweisen, die eine hohe Schneidwirkung besitzen.
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Es können aber ebenso Elemente gebildet werden, die eine geringere bis gar keine Schneidwirkung besitzen, d. h. mit kleinem Freiwinkel α oder sogar α = 0. Elemente mit negativem Freiwinkel, d. h. α < 0, besitzen keine Schneidwirkung, sondern vielmehr eine kompaktierende Wirkung gegenüber der geraspelten Fläche. Durch Anpassung der Winkel kann über die Länge der Raspel deren Schneidleistung wie gewünscht eingestellt werden, bis hin zu einer nicht schneidenden oder sogar kompaktierenden Wirkung.
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Durch die leichte Zerlegbarkeit der erfindungsgemäßen Raspel wird auch ein Wiederverwenden von geraspeltem Knochenmaterial für Grafting deutlich erleichtert. Das Knochenmaterial kann nach Zerlegen der Raspel viel einfacher entnommen werden als bei herkömmlichen Hohlraspeln.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der äußere Mantel eine Dicke von 1,5 bis 2,5 mm auf.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Kanten, welche die Schneid- oder Kompaktierungselemente bilden, in einem Winkel von 45° bis 90°, bevorzugt 45° bis 60° zur Raspelrichtung. Die Schneidleistung der Elemente kann durch eine Winkelstellung zur Einschubrichtung erhöht werden, da hierbei die entstehende Scherkraft ausgenutzt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Streifen, welche die Kanten unterbrechen, in einem Winkel von 90° bis 145°, bevorzugt 90° bis 120° zu den Kanten.
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Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Breite der Streifen 2 bis 3 mm.
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Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Tiefe der Streifen 0,2 bis 1 mm. Diese Tiefe bemisst sich gegenüber dem Außenmaß der Raspel.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die Elemente eine Länge von 5 bis 10 mm auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die Durchgangsöffnungen eine Breite von 3 bis 4 mm auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die Durchgangsöffnungen eine Länge von 5 bis 10 mm auf.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Kanten im Wesentlichen parallel zueinander.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Streifen im Wesentlichen parallel zueinander.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Kanten im Wesentlichen kreisförmig um den Mantel herum.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Kanten im Wesentlichen schraubenförmig um den Mantel herum.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Kanten auf den Mantelteilen spiegelbildlich zueinander.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Freifläche eine Breite von 1 bis 1,5 mm auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Mantel in seinem distalen und/oder seinem proximalen Bereich eine in Raspelrichtung verlaufende Durchgangsöffnung zwischen dem inneren Hohlraum und der Mantelaußenseite auf.
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Die Durchgangsöffnung im distalen Ende der Raspel kann in Zusammenhang mit einem Führungs- oder Zentrierstab verwendet werden, der vorher in den Markraum eingesetzt wird. Dadurch wird die Zentrierung der Raspel erleichtert. Zusammen mit einer optionalen Öffnung im proximalen Ende der Raspel kann eine Absaug- und/oder Ausspül-Funktion bereitgestellt werden. Geraspeltes Knochen- und Markmaterial kann so bereits beim Raspelvorgang entfernt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind in einem distalen Bereich des Mantels keine Elemente vorgesehen.
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Dieser Bereich ohne Schneid- und Kompaktierungselemente kann zur besseren Führung der Raspel genutzt werden, wobei eine vorherige Durchbohrung des Kortikalis Markraums erforderlich ist.
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Der Keilwinkel β zwischen Freifläche und Spanfläche ist in dem proximalen Bereich des Mantels größer als in dem distalen Bereich, und der Freiwinkel α in dem proximalen Bereich des Mantels kleiner als in dem distalen Bereich.
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Somit sind in dem distalen Bereich der Raspel Schneidelemente vorgesehen, die den kortikalen Knochenanteil sehr präzise raspeln bzw. hobeln. In dem proximalen Bereich, in dem der Spongiosa-Teil (d. h. insbesondere die Spogiosawaben) des Knochens mehr kompaktiert werden soll, sind hingegen – beispielsweise für eine nicht zementierte Prothese – Schneidelemente mit größerem Keilwinkel und kleinerem, Null oder sogar negativem Freiwinkel vorgesehen. Dabei wird dann in diesem Bereich weniger oder sogar gar nicht geschnitten, sondern mehr kompaktiert. Für zementierte Prothesen können die Freiwinkel überall im positiven Bereich bleiben.
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Zumindest ein Teil der Elemente weist einen negativen Freiwinkel auf, so dass diese Elemente beim Raspeln als Kompaktierungs-Elemente funktionieren, die Knochenmaterial kompaktieren.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Hohlraspel weiter
- – ein Kupplungsteil, das mit den zwei Mantelteilen koppelbar ist, und das für den Anschluss eines Bewegungserzeugers für die Raspelbewegung angepasst ist.
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Das Kupplungsteil ermöglicht die Ankopplung eines Bewegungserzeugers, wie beispielsweise einem manuellen Gleithammer oder einem elektromechanischen oder pneumatischen Bewegungserzeuger. Das Kupplungsteil kann auch dazu beitragen, die zumindest zwei Mantelteile sicher und formstabil miteinander gekoppelt zu halten. Das Kupplungsteil kann auch die sichere Kopplung von Mantelteilen herstellen, die so ausgebildet sind, dass sie zwar miteinander in Eingriff stehen, aber alleine noch nicht fest verriegelt sind.
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Das Kupplungsteil und die Mantelteile können dazu mit komplementären Rastelementen versehen sein, die durch Rastwirkung einen gegenseitigen Formschluss erreichen. Es können aber ebenso Gewinde oder dergleichen vorgesehen sein, um Kupplung und Mantelteile aneinander zu befestigen. Das Kupplungsteil kann in gleicher Weise mit Befestigungseinrichtungen zur Kopplung mit dem Bewegungserzeuger versehen sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung kann besser verstanden werden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren gelesen wird, die ausschließlich zur Illustration von beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt werden. Es ist daher nicht beabsichtigt, die Erfindung auf spezifische dargestellte Ausführungsformen zu beschränken. In den Figuren zeigt
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1 eine Aufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hohlraspel von der Seite und von oben;
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2 einen vergrößerten Ausschnitt der Ausführungsform von 1 im Detail;
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3 eine Aufsicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hohlraspel von ihrer Schmalseite;
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4 eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hohlraspel von ihrer Schmalseite und von oben;
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5 schematisch wie eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hohlraspel zerlegbar gestaltet ist;
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6 schematisch die Ausführungsform von 5 in gekoppeltem Zustand der Mantelteile;
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7 einen vergrößerten Ausschnitt des distalen Endes der Ausführungsform von 6 im Detail;
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8 einen vergrößerten Ausschnitt der Schneidelemente der Ausführungsform von 6 im Detail;
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9 schematisch die veränderbaren Winkel der Elemente der erfindungsgemäßen Hohlraspel;
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10 die Anordnung der Elemente und zugehörigen Durchgangsöffnungen einer Ausführungsform im Detail;
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11 eine Ausführungsform des Kupplungsteils der erfindungsgemäßen Hohlraspel;
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12 wie eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hohlraspel über das Kupplungsteil mit einem Bewegungserzeuger verbunden wird; und
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13 drei beispielhafte Ausführungsformen bezüglich der Ausgestaltung von Schneid- und Kompaktierungselementen.
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In 1 ist in seitlicher Aufsicht und zusätzlicher Draufsicht eine Ausführungsform einer Hohlraspel gemäß der Erfindung gezeigt. Zwei Mantelteile 5 bilden miteinander gekoppelt einen Mantel, der einen inneren Hohlraum 30 umschließt. Die Kopplung erfolgt durch Einhak- oder Einrasteinrichtungen 35, über welche die Mantelteile 5 miteinander in Eingriff gebracht werden.
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Auf der Mantelaußenseite sind Schneidelemente 20 vorgesehen. Diese Schneidelemente 20 werden gebildet durch um die Mantelaußenseite verlaufende Kanten, die zueinander in senkrechter Richtung beabstandet sind, und die weiterhin durch in einem Winkel dazu verlaufende Streifen 25 unterbrochen sind. Weiterhin sind Durchgangsöffnungen 10 vorgesehen, die vor den Schneidelementen 20 angeordnet sind, und von dem inneren Hohlraum 30 bis zur Mantelaußenseite reichen.
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Die hier gezeigte Ausführungsform weist einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt auf. Die Kanten, aus denen die Schneidelemente 20 gebildet sind, verlaufen im Wesentlichen kreisförmig um die Mantelaußenseite herum, und sind in diesem Ausführungsbeispiel um ca. 60° gegenüber der Raspelvorschubrichtung angewinkelt. Die Kanten sind hier als parallel beanstandete Kreise um die Mantelaußenseite ausgelegt. Die Streifen 25, welche die Kanten unterbrechen, sind hier in einem Winkel von ca. 120° gegenüber den Kanten geneigt. Die Durchgangsöffnungen sind im Wesentlichen von ovaler Form.
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Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich, die andere Querschnitte wie beispielsweise eine runde, rechteckige oder gänzlich andere Form aufweisen. Weiterhin können die Kanten in anderer als ringförmiger Weise um die Mantelaußenseite verlaufen, einschließlich aber nicht beschränkt auf schraubenförmig und auf jedem Mantelteil spiegelbildlich zu dem jeweils anderen Mantelteil. Der Winkel der Kanten bzw. Schneidelemente zur Raspelvorschubrichtung kann Werte zwischen 90° und 45° aufweisen, so dass eine mehr oder weniger große Scherwirkung ausgenutzt werden kann.
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Auch kann der Winkel der Kanten bzw. der davon gebildeten Schneidelemente je nach Lage auf der Mantelaußenseite unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann der Anstellwinkel bezüglich der Vorschubrichtung von 45° am distalen Ende linear oder progressiv bis zu 60° oder auch 90° am proximalen Ende variieren. Ebenso kann der Abstand der Schneidelemente voneinander senkrecht dazu variieren, beispielsweise von kleinen Werten am distalen Ende (also viele Schneidelemente in Raspelrichtung) hin zu großen Werten am proximalen Ende (also wenige Schneidelemente in Raspelrichtung). Die Form der Durchgangsöffnungen kann abweichend von der gezeigten ovalen Form rund, rechteckig oder gänzlich anders beschaffen sein.
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2 zeigt einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Ausführungsform im Detail. Hier kann ersehen werden, dass bei dieser Ausführungsform die Länge der Schneidelemente 20 ca. 5–10 mm, die Breite der Streifen 25 ca. 2–3 mm, und die Breite der Schneidelemente 20 ca. 1 mm beträgt. Die Durchgangsöffnungen 10 können zwischen ca. 3 und 4 mm breit, und zwischen ca. 5 und 10 mm lang sein. Der Abstand der Schneidelemente 20 voneinander, d. h. in Richtung des Verlaufs der Streifen 25, beträgt hier ca. 5 mm.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform, die ansonsten ähnlich der von 1 ist, in einer Aufsicht von einer Schmalseite. Wie man hier erkennen kann, verlaufen die Kanten bzw. Schneidelemente halbkreisförmig, aber auf jeder Mantelseite spiegelbildlich zu der jeweils anderen. Dadurch bildet sich an den Kontaktstellen der Mantelteile eine im Wesentlichen V-förmige Anordnung der Schneidelemente.
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In weiteren alternativen Ausführungsformen (nicht gezeigt) verlaufen die Kanten bzw. Schneidelemente auf den Mantelteilen in V-Form, so dass zusätzlich zu den Bereichen an den Kontaktstellen der Mantelteile auch in der Mitte der Mantelteile eine V-förmige Anordnung der Schneidelemente entsteht. Dabei sind die V-förmigen Anordnungen an den Kontaktstellen in Bezug auf jene auf der Mitte der Mantelseiten entgegengesetzt ausgerichtet.
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4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, ebenfalls in einer Aufsicht von einer Schmalseite. Diese Hohlraspel besitzt jedoch abweichend einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Schneidelemente verlaufen ringförmig um den Mantel und sind in dieser Ausführungsform quer zur Vorschubrichtung ausgerichtet, d. h. in einem Winkel von ca. 90° dazu.
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5 stellt schematisch eine mögliche zerlegbare Gestaltung der erfindungsgemäßen Hohlraspel dar. In diesem Beispiel kann der hier rechte Mantelteil mit einem im Wesentlichen L-förmigen distalen Ende in ein im Wesentlichen J-förmiges distales Ende des hier linken Mantelteils eingreifen, um so die Hohlraspel zu bilden. Um die Kopplung der Mantelteil miteinander zu verstärken, können auch (hier nicht gezeigt) in den seitlichen Kontaktbereichen Einhak- oder Einrastvorsprünge bzw. -Ausnehmungen vorgesehen sein. Auch können (nicht gezeigt) die Kontaktseiten der Mantelteile derart geformt sein, dass sie nach einem Zusammenklappen in einer Richtung parallel zu den Kontaktseiten nicht mehr gegeneinander verschoben werden können, beispielsweise durch eine Wellenform, Sägezahnform oder dergleichen.
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6 zeigt schematisch die Ausführungsform in der gekoppelten Form, wobei hier die Schneidelemente gezeigt sind, die in 5 nicht zu sehen sind.
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7 zeigt einen Ausschnitt am distalen Ende der in 6 gezeigten Ausführungsform im Detail. Das im Wesentlichen L-förmige distale Ende des rechten Mantelteils 5 greift in das im Wesentlichen J-förmige distale Ende des linken Mantelteils ein. Der Eingriff zwischen den Mantelteilen wird daher durch die mit 35 bezeichnete Einhakeinrichtung hergestellt. Weiterhin ist der Figur zu entnehmen, dass in dieser Ausführungsform eine Durchgangsöffnung 12 in dem distalen Ende des Mantels vorgesehen ist, d. h. die Durchgangsöffnung 12 verläuft durch die distalen Enden der Mantelteile. Diese Öffnung 12 kann entweder dazu dienen, einen Zentrier- oder Führungsstab aufzunehmen, der vorher in den Markraum eingeführt wurde, oder als Spülöffnung, die zusammen mit einer (nicht gezeigten) Öffnung im proximalen Ende der Aus- bzw. Durchspülung der Hohlraspel und des Markraums dient.
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In 8 sind in einem vergrößerten Ausschnitt der Ausführungsform von 6 die Schneidelemente 20 zu sehen. Diese weisen eine vordere Raspel- oder Schneidefläche 24 auf, die hier in Bezug auf die Vorschubrichtung derart geneigt ist, dass gehobeltes Knochenmaterial beim Vorschub in den inneren Hohlraum abgeführt wird, etwa um Fettembolien zu vermeiden. Die Freifläche 22 weist in der hier gezeigten Ausführungsform einen positiven Freiwinkel auf. In weiteren Ausführungsformen mit negativem Freiwinkel kann die Freifläche 22 zur Kompaktierung von Material dienen.
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9 erläutert schematisch die Lage der Winkel bei den erfindungsgemäßen Schneidelementen. Die Freifläche 22 bildet mit der zu raspelnden Fläche einen Freiwinkel α, der in dem hier gezeigten Beispiel positiv ist. Die Vorderfläche 23 bildet mit der Senkrechten auf der zu raspelnden Fläche den Spanwinkel γ, der ebenfalls positiv ist. Der Keilwinkel β zwischen Vorderfläche 23 und Freifläche 22 ergibt sich aus Freiwinkel α und Spanwinkel γ.
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Dabei kennzeichnen Schneidelemente mit relativ kleinem Keilwinkel β und relativ großem Freiwinkel α solche Schneidelemente, die für ein sehr präzises Raspeln geeignet sind, wie etwa im distalen Bereich der Raspel. Schneidelemente mit größerem Keilwinkel β und kleinem oder sogar negativen Freiwinkel werden dagegen bevorzugt dort vorgesehen, wo weniger oder keine Schneidwirkung bis hin zu einer deutliche Kompaktierungswirkung erwünscht ist, beispielsweise im proximalen Bereich der Raspel.
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10 zeigt im Detail die Anordnung von Schneidelementen und zugehörigen Durchgangsöffnungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Schneidelemente 20 weisen eine vordere Fläche 23, eine äußere Kante 21, eine seitliche Fläche 24 sowie eine Freifläche 22 auf. Die Durchgangsöffnungen 10 sind jeweils vor den Schneidelementen 20 gelegen, so dass beim Raspeln geraspeltes Material durch die Durchgangsöffnungen 10 in den inneren Hohlraum transportiert wird. Je nach Schrägstellung der seitlichen Fläche 24 können diese eine Raspelwirkung zeigen, wohingegen die Schneidelemente wenig bis gar nicht raspeln, sondern hobeln bzw. schneiden.
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Sofern nicht anders angegeben, sollen in diesem Zusammenhang die folgenden Definitionen für die Begriffe Länge, Breite und Höhe bzw. Tiefe gelten. Die Länge ist in Längsrichtung der entsprechenden Gegenstände angegeben, also beispielsweise die Länge der Schneidelemente in Richtung der Kanten, durch welche sie gebildet werden. Die Breite ist quer zu der Länge angegeben, also beispielsweise quer zum Verlauf der Streifen, welche die Kanten unterbrechen, um die Schneidelemente zu bilden. Die Höhe bzw. Tiefe verläuft senkrecht zu sowohl Länge als auch Breite, d. h. in der Regel senkrecht zur Mantelaußenfläche.
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11 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Kupplungsteils 40 einer Ausführungsform der Erfindung. Eine Aufnahme 41 dient dazu, den proximalen Teil des Mantels der Hohlraspel aufzunehmen und gegebenenfalls die zwei oder mehr Mantelteile zu verriegeln. Ein Gewinde 42 ist zur Aufnahme eines Bewegungserzeugers vorgesehen. Statt des Gewindes können andere Aufnahmen für einen Bewegungserzeuger vorgesehen werden. 12 zeigt in einer Querschnittsansicht, wie Mantelteile, Kupplung 40 und ein Bewegungserzeuger 50 (hier beispielhaft ein manueller Gleithammer) zusammenwirken.
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In 13 sind beispielhaft verschiedene Ausführungen von Schneid- bzw. Kompaktierungselementen gezeigt. Beispiel a) stellt ein Schneid- oder Hobelelement dar, mit relativ großem Freiwinkel α, kleinem positiven Spanwinkel γ. Beispiel b) stellt ein Element mit geringer oder keiner Schneid- bzw. Hobelwirkung dar, d. h. mit Freiwinkel α = 0, und weiterhin kleinem positiven Spanwinkel. Positive Spanwinkel sorgen für einen Abtransport von Knochenmaterial in den inneren Hohlraum. Unter Beispiel c) ist schließlich ein Element gezeigt, welches keine Schneid-, sondern eine Kompaktierungsfunktion aufweist, durch einen negativen Freiwinkel. Die Winkel können abweichend von diesen beispielhaften Ausführungen natürlich auch in jeder anderen Weise kombiniert werden.
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Es ist anzumerken, dass die Außenmaße der Raspel durch die zu äußerst liegende Kante (Bezugszeichen 21 in 10) bestimmt werden. Dieses Außenmaß ist in 13 durch die durchgezogene Linie unterhalb der Elemente angedeutet. Die Tiefe der Streifen 25 bemisst sich an dieser Linie, d. h. von dieser Linie in Richtung Innenraum 30 der Raspel.
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Gemäß der Erfindung kann die Hohlraspel entlang ihrer Außenseite in Raspelrichtung mit verschiedenen Elementen, von Schneid- oder Hobelelementen über kombinierte Hobel-/Kompaktierungselemente bis hin zu reinen Kompaktierungselementen versehen werden. Es können ebenso Bereiche gänzlich ohne Elemente vorgesehen werden, etwa am distalen Ende der Raspel. Damit kann in solchen Bereichen die Führung der Raspel verbessert werden, auch wenn dies unter Umständen vorbereitende Ausbohrungen und Ausräumungen des Markraums erforderlich machen kann.
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Zusammenfassend, von der vorliegenden Erfindung wird eine Knochenraspel vorgeschlagen, insbesondere eine femurale Raspel, die aus 2 oder mehr Teilen gebildet wird. Die Raspel weist einen äußeren Mantel von beispielsweise 1,5 bis 2,5 mm Dicke und einen inneren Hohlraum auf. Sie ist mit Kanten bestückt, die sich an der Manteloberfläche beispielweise kreisförmig und parallel zueinander mit einem Abstand vom z. B. 5 bis 7 mm voneinander und mit einem Winkel von beispielsweise 45 bis 60° zur Raspeleinschubrichtung erstrecken. Die Kanten werden von Streifen mit einer Breite von beispielsweise 2 bis 3 mm und einer Tiefe von bis zu 1 mm unterbrochen, die ebenfalls kreisförmig und parallel angeordnet sein können. Dadurch, dass diese Streifen in einem Winkel von beispielsweise 90 bis 120° die Kanten treffen, werden die Kanten in eine Mehrzahl von Schneideelementen mit einer Länge von beispielsweise 5 bis 10 mm aufgeteilt.
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Auf der Raspel sind solchermaßen Schneideelemente gebildet, die durch sich vor der Schneide befindende Löcher von beispielsweise 3 bis 4 mm Breite und 5 bis 10 mm Länge durch den Mantel hindurch zu Hobelschneiden umfunktioniert sind. Durch die Schneiden und die dazugehörigen Löcher kann das geraspelte bzw. gehobelte Knochen- und Markmaterial in den inneren Hohlraum geführt werden, so dass Fettembolien und andere durch unerwünscht in die Weichteile des Körpers gelangendes Material auftretende Nebenwirkungen vermieden werden.
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Zusätzlich zu den Hobelschneiden können je nach Ausführungsform Raspelelemente verbleiben, die durch die seitlichen Flächen von gegenüber der Raspelrichtung schräg stehenden Hobelschneideelementen gebildet werden. Diese seitlichen Flächen, die an den Streifen entstehen, welche die Kanten unterbrechen, können Knochenmaterial raspeln, welches dann wiederum von der nächst gesetzten Schneide gefasst und in den inneren Hohlraum abtransportiert werden kann.
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Durch Veränderung der drei Winkel der Elemente kann die Schnittleistung der Hohlraumraspel unterschiedlich beeinflusst werden, so dass auch über den Verlauf der Raspel unterschiedliche Funktionen in den Vordergrund gestellt werden, einschließlich Schneiden und Kompaktieren von Knochenmaterial.
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Die erfindungsgemäße Raspel kann bevorzugt durch CNC-Fräsverfahren maschinell hergestellt werden. Dadurch wird eine äußere Anpassung der Raspel an die Vielfalt von Femural-Prothesen, sei es geometrischer oder anatomischer Form, leicht möglich. Parameter wie Prothesenhersteller, gewünschte Raspeleigenschaften und anderes sind dadurch leicht zu berücksichtigen. Auch eine maschinelle CNC-Nachschärfung wird somit möglich, ohne die Aussenmaße oder die Formstabilität zu beeinträchtigen. Eine lange Lebensdauer der Raspel mit über die Lebensdauer im Wesentlichen gleichbleibender Schärfe wird so ermöglicht. Die Kosten des Anteils der Raspel pro Einsatz werden dadurch verringert.
